[发明专利]一种折叠光路激光切割头调试方法

说明书

本发明涉及一种激光切割系统调试方法，具体涉及一种折叠光路激光切割头调试方法。采用液晶面板以及面阵相机测量光束位置、姿态以及光斑能量分布，使激光切割头调试过程中数据量化，确保入射光束从切割入口中心垂直入射，提高折叠光路激光切割头的切割精度，克服因目前无有效可靠调试手段，从而导致此类折叠光路激光切割头的切割精度较低的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种激光切割系统调试方法，具体涉及一种折叠光路激光切割头调试方法。

背景技术

激光切割是一种先进的加工技术，通过聚焦到材料表面产生的热效应或高密度激光高能光子引发的光化学反应实现材料去除，有以下优势：1.加工材料无选择性；2.可调控参数多样，制造精度高；3.非接触加工，无道具磨损。同时，激光切割还具有切割质量好、切割效率高、切割速度快、适应性好及维护成本低等优点。基于上述优势，目前激光切割已经大规模应用于工业生产中，通常情况下金属是激光切割的主要对象，其他加工对象还有塑料、陶瓷、硅片、玻璃等。

激光切割头是激光切割设备的核心器件之一，其性能直接决定切割质量和切割效率，为了实现较厚材料的切割，且切割边缘更为平整，通常会采用激光光学元器件实现长焦深的汇聚光束输出，并进行加工，可以使切面垂直且具有较好加工品质。

输出长焦深汇聚光束的激光切割头可以通过多种光学原理实现，目前效果较好的是采用锥透镜以及光学透镜配合实现，为了将切割头的轴向尺寸减小，方便在设备上安装，通常采用反射镜进行折转，形成折叠光路的激光切割头，其结构如图1所示，包括依次设置在激光器出射光路中的多维可调电动反射镜二3、多维可调电动反射镜一2及激光切割头1，其中激光切割头1内沿入射光路依次设置锥透镜、平凸透镜、反射镜及聚焦物镜。该类切割头安装调试时要保证入射光束从激光切割头1的入口中心垂直入射，目前无有效可靠调试手段，从而导致此类折叠光路激光切割头的切割精度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效可靠的折叠光路激光切割头调试方法，确保入射光束从切割入口中心垂直入射，提高折叠光路激光切割头的切割精度，克服因目前无有效可靠调试手段，从而导致此类折叠光路激光切割头的切割精度较低的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种折叠光路激光切割头调试方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1)、去除激光切割头的聚焦物镜，保留锥透镜、平凸透镜及反射镜；

步骤2)、将可控液晶面板安装在激光切割头的入光口处，要求液晶面板的中心与激光切割头的入光口中心重合；

步骤3)、将面阵探测器安装在激光切割头原聚焦物镜安装接口处，保证面阵探测器的中心与聚焦物镜安装接口中心重合；

步骤4)、控制可控液晶面板上显示圆孔图案，此时可控液晶面板只在圆孔区域内透光；

步骤5)、调整激光器输出功率至最小可出射功率，光束经过多维可调电动反射镜二和多维可调电动反射镜一后经过可控液晶面板进入激光切割头，调整多维可调电动反射镜一和多维可调电动反射镜二位移和转角，使光束大致从可控液晶面板的中心进入激光切割头；

步骤6)、通过面阵探测器接收经过激光切割头中锥透镜、平凸透镜、反射镜后的圆形光斑；

步骤7)、分析面阵探测器采集到的光斑能量分布，并计算出光斑能量中心位置，并与光斑外形中心位置比较，若两者距离差值小于阈值，则执行步骤8)；若两者距离差值大于阈值，则微调多维可调电动反射镜一和多维可调电动反射镜二位移和转角，直至光斑能量中心位置与外形中心位置距离差值小于阈值；

步骤8)、控制可控液晶面板上显示十字图案，此时液晶面板只在十字线透光；

步骤9)、通过面阵探测器接收经过激光切割头中锥透镜、平凸透镜、反射镜后的十字光斑；